【传奇人物】科学家理查德•费曼传奇

【新唐人2013年9月1日讯】费曼先生是美国家喻户晓的人物，更是二十世纪最杰出、也最具影响力的科学家之一。他得过诺贝尔奖，是现代最伟大的理论物理学家之一。但他同时也可能是历史上唯一被按摩院请去画裸体画、偷偷打开放着原子弹机密文件的保险箱，在巴西桑巴乐团担任鼓手的科学家。他曾跟爱因斯坦和波尔等大师讨论物理问题，也曾在赌城跟职业赌徒研究输赢概率。

生平

理查德•菲利浦•费曼(Richard Phillips Feynman) 一九一八年五月十一日出生于纽约市皇后区小镇Far Rockaway的一个俄罗斯移民犹太裔家庭。他的父亲是麦尔维尔•阿瑟•费曼，母亲是露茜尔•菲利浦。但是费曼是在长岛南岸的法罗克维长大的。他有一个妹妹琼，比他小九岁，两个人的关系非常亲密，琼后来也成了一名物理学家。虽然麦尔维尔和露茜尔都是犹太人，但是他们对孩子的教育却没有狭隘偏执的宗教观念。麦尔维尔是一八九五年和父母一起来到美国的，那时他还是个五岁的孩子。他们是白俄罗斯的明斯克人。年轻的时候他对科学产生了浓厚的兴趣，可是他没有足够的经济来源来实现做物理学家的梦想。干了几种杂活之后，他成了一个制服加工公司的业务代表。在费曼出生之前，麦尔维尔就对妻子说：“如果生个男孩子，他准能当个科学家。”为了确保自己的预言实现，他尽了最大的努力。

当儿子还坐着幼儿专用的高椅子时，麦尔维尔就买了一套浴室用的白色和蓝色瓷砖。他用各种方法来摆放它们，教费曼认识形状和简单的算术原理。当孩子长大一点时，麦尔维尔就带他去博物馆，并且给他读《不列颠百科全书》，然后用自己的语言耐心地解释。后来费曼愉快地回忆道：“没有压力，只有可爱的、有趣的讨论。”

麦尔维尔教会了费曼怎样思考。他让费曼设想他遇见了火星人，火星人肯定要问很多关于地球的问题。比如说，为什么人在夜里睡觉呢？他该怎么回答这个问题呢？

这种培养和教导是很有好处的。年轻的费曼很快就开始自己读《不列颠百科全书》了，他对上面的科学和数学文章尤其感兴趣。他从阁楼上找到一本旧课本，于是就照着课本自学起几何。

尽管费曼是一个智力早熟的少年，但是他却觉得人文科学枯燥无味，他对历史和文学毫无兴趣。他认为英语的拼写太缺乏逻辑性，所以他即使到了成年以后也不擅长拼写。

高中毕业之后，费曼进入麻省理工学院学习，最初主修数学和电力工程，后来他在物理学中找到了最适合自己的位置。一九三九年，他以优异的成绩毕业于麻省理工学院，又到普林斯顿大学念研究生。一九四二年六月，他获得了理论物理学博士学位。

曼哈顿计划

曼哈顿计划是费曼研究生涯的起点。在洛斯阿拉莫斯，刚刚研究生毕业的费曼跃跃欲试，他获得了一个难得的机会，同一批最伟大的物理学家和数学家一起工作，他们包括：奥本海默、汉斯•贝特、恩里科•费米、爱德华•泰勒，还有约翰•冯•诺伊曼。

在此之前，费曼总是跟贝特唱反调。贝特当时已经是一位知名度较高、很受尊敬的物理学家。当贝特说出一个费曼不同意的观点时，费曼总是公开地强烈地表示反对。经过贝特耐心解释他的推理过程，费曼才能平静下来。可是等到下次观点出现分歧时，这个过程又会重复一遍。贝特一点也不生气，相反，费曼深入的思维给他留下了很好的印象，因此他对费曼产生了一种尊敬。贝特让费曼到自己手下来工作，让他做了计算组的组长。于是费曼成了几位组长当中最年轻的一位。在那个时候，所有的计算都是由人工完成的，要使用对数表和笨重的机械计算器。在费曼的领导下，计算组的工作效率大幅度提高，老科学家们的工作都要依赖这些计算结果，所以他们对费曼的工作非常满意。

让老科学家们满意的还有费曼那卓越的能力，他能运用逻辑来分析一切复杂问题，找出主要因素，并简单明了地说明需要解答的关键问题。令他们同样满意的是这位年轻的科学家对物理学那富于感染力的热情。很快，贝特就自豪地宣称：“费曼能做任何事情，所有的事情。”奥本海默写道：“他是这里最才华横溢的年轻物理学家，他有着非常吸引人的性格与个性，他是一个优秀的教师，对物理学的各个方面都有着热烈的感情。”

战后，贝特邀请费曼到康奈尔大学跟他一起工作，费曼愉快地接受了。

选择加州理工学院一波三折

费曼一九五零年来到加州理工学院，在那儿从事了近四十年的研究和教学。费曼找到了他心仪的科学殿堂并在那儿落叶归根，Caltech也因巨匠费曼成为新一代科学家（包括史蒂芬•霍金（Stephen Hawking））向往的地方。费曼选择加州理工学院还有一段一波三折的趣事呢。

在康奈尔大学待了四年以后，费曼厌倦了绮色佳城冬季的气候和小镇的气氛。他对那里学术自由的环境和周围众多的人文学科教授也感到不舒服。于是有了跳槽的想法。

费曼想起以前曾经应巴查（Robert Bacher）教授之邀，到加州理工学院访问过两次。巴查与费曼有过不少交集，任职过康奈尔和MIT，并负责“曼哈顿计划”的实验物理。他很聪明，对费曼的性格也了若指掌。他说：“费曼，我这里多一辆车，借给你。另外这是到好莱坞及日落区（距离加州理工学院仅十五哩左右）的地图，好好享受吧。”于是费曼每晚开着他的车子到日落区–去那里的夜总会及酒吧凑热闹。巴查实在很清楚如何令费曼对加州理工学院产生兴趣！

不久加州理工和康奈尔为吸引费曼进行了你来我往的待遇拉锯战。促成费曼最后决定的，是他的教授休假年。那时他在康奈尔刚巧已到了可以休假一年的时候，想再度去巴西访问，去十个月。于是，费曼写信给巴查，用不愿丧失休假一年权利的理由，告诉他决定留在康奈尔。巴查回信：“我们会立刻聘请你，而且你可以用你的第一年作为休假年。”因此费曼在加州理工学院的第一年（一九五零年），事实上是在巴西过的。到了第二年，他才在加州理工正式教书。

但当费曼到了加州理工还没多久，有一天遭遇严重的烟雾侵袭，双眼被薰得刺痛万分，眼泪直流，他心里便想：“这太疯狂了！这是绝对的神经病！在康奈尔的时候还好好的。我要离开这里！”于是他打电话到康奈尔，问他们他还可不可能回去。他们说：“当然可以！我们立刻着手安排，明天打电话给你。”

第二天，费曼碰到了极大的运气，让他做出决定（费曼注：也许上帝在帮我忙做决定）。他正在走回办公室的路上，有个家伙跑到他面前说：“嘿，费曼！你有没有听到最新发生的大事？巴德（Walter Baade）发现星球原来有两种不同类型！我们以往计算星系和我们的距离时，原来都只是以一种造父变星（Cephid）为基准。但现在发现还有另一种，因此宇宙的年龄可能比我们想象的要老两倍、三倍，甚至四倍！”费曼很清楚这是怎么一回事。那时候，地球好像比宇宙还要老。根据估计，地球年龄为四十五亿年，但宇宙的年龄只有二十、三十亿年。这是一个很大的谜团；而这个发现把谜团解开了：重新计算之后，证明宇宙年龄比以前想象中的要老。但重点是，当时他立刻知道了这项新发现-那家伙匆匆跑过来把第一手的消息告诉了他。

还没穿过校园，回到他的办公室，梅索森（Matt Meselson）又走过来了，他主修生物、副修物理，费曼曾经是他博士论文口试的委员之一。他建造了第一部“密度梯度离心机”（density gradient centrifuge），用来分离及测量分子的密度。他对费曼说：“看看我刚得到的实验数据！”他证明了当一个细菌制造出一个新细菌时，它会把一个完整的分子传给那个新细菌；这个分子就是DNA了。在那个发现之前，人们一直以为什么东西都在分裂、分裂。因此大家原先也以为细菌会分裂，一半成为新细菌。但（费曼认为）那是不可能的：包含着遗传信息的那个最小分子，不可能一分为二；它必须复制自己，把复制品给新细菌，给自己留一份。梅索森证实这个想法了。

费曼一边走进办公室，一边意识到这里才是他想待下来的地方！在这儿，科学界的各路人马都会告诉他他们的研究成果，真是令人兴奋。因此，稍后当康奈尔打电话给他，说他们已差不多全安排好的时候，费曼说：“对不起，我又改变主意了。” 他已决定，以后不用再决定去留问题了。没有任何东西——绝对没有——可以让他再改变主意了。

不过，还是有人尝试过要改变他留在加州理工的念头。那时物理大师费米（Enrico Fermi）刚过世不久，芝加哥大学在物色替代费米的人选。他们派了两个人来费曼家拜访——当时费曼对他们的动机一无所知。而他们开始谈论各种他应该去芝加哥的好理由：他可以做这做那，那里有许多优秀人才，他有机会做很多事情。费曼一直没有问他们待遇问题，而他们拚命暗示，只要他问的话，他们就会告诉他。终于，他们还是问他想不想知道薪水有多少。“唉，不！” 费曼说，“我已经决定待在加州理工。我的太太玛丽露就在隔壁，如果她听到薪水有那么高时，我们又会吵起来。而且，我早已决定了不再做决定了。我要永远留在这里。”他不让他们告诉他芝加哥打算给他的薪资。

过了大约一个月，在一个学术会议上，“曼哈顿计划”少数几位女科学家之一、高能物理领域的奠基人之一、任职于芝加哥大学的马歇尔（Leona Marshall Libby）跑来跟费曼说：“奇怪你没有接受芝加哥的职位。我们觉得很失望，也不明白为什么你会拒绝这么优厚的待遇。”费曼说：“因为我从头到尾没让他们告诉我待遇如何。”

一星期后，费曼收到马歇尔的一封信。把信打开，第一句话说：“他们提出的待遇是 — ”十分庞大的一笔数字，大概是三四倍于他原来的薪水，很惊人呢！信中继续说：“在你读下去之前，我就让你知道待遇是多少。也许现在你会重新考虑，因为他们告诉我这个空缺还在，而我们都很希望你能来加入我们。”

费曼写了封信给他们说：“知道了薪水的数目之后，我已决定必须要拒绝了。我必须拒绝这么高的薪水，原因是如果我真的拿那种高薪，我就可以实现一切从前想做的事了——找一个很漂亮的情妇，替她找个公寓，买漂亮东西给她……用你们给我的薪水，我真的可以那样做，但我也知道我会变成怎么样。我会开始担心她在做些什么，等我回家时又会争吵不休，这些烦恼会使我很不舒服、很不快乐。我再没法好好做物理，结果会一团糟！我一直都想做的事情都是对我有害无益的，我只好决定，我没法接受你们的邀请了。”

自从一九五一年起，费曼就待在加州理工学院，而且一直都很快乐。他说：“对我这种性格的人来说，这里是再适合也没有了。那里有很多顶尖的人物，他们对自己的工作很有兴趣；我也很喜欢跟他们聊，因此我一直都觉得很惬意。”　　　　　　　　　　　　　　

一九六五年，由于费曼在量子电动力学的成就，与朝永振一郎(Sin-Itiro Tomonaga)、施温格(Julian Schwinger)两人，共同获得该年度的诺贝尔物理奖。

费曼博士为量子电动力学理论解决了不少问题，同时他首创了一个解释液态氦超流体现象的数学理论。之后，他跟葛尔曼(Murray Gell-Mann)合作，研究弱交互作用(例如贝他衰变)，做了许多奠基工作。后来数年，费曼成为发展夸克(quark)理论的关键人物，提出了在高能量质子对撞过程中的成子(parton)模型。

在这些重大成就之外，费曼博士把一些基本的新计算技术跟记法，介绍给了物理学。其中包括几乎无所不在的费曼图，因而改变了基础物理观念化与计算的过程，成为可能是近代科学史上，最脍炙人口的一种表述方式。

费曼也是一位非常能干有为的教育家，在他一生所获多得数不清的各式各样奖赏中，他特别珍惜一九七二年获得的厄司特杏坛奖章(Oersted Medal for Teaching)。《费曼物理学讲义》一书最初发行于一九六三年，当时有位《科学美国人》杂志的书评称该书为“……真是难啃，但是非常营养，尤其是风味绝佳，为二十五年来仅见！是教师及最优秀入门学生的指南。”为了增长一般民众的物理知识，费曼博士写了一本《物理之美》（The Character of Physical Law）以及《量子电动力学》（Q.E.D.: The Strange Theory of Light and Matter）。他还写下一些专精的论著，成为后来物理学研究者与学生的标准参考资料跟教科书。

费曼还是一位建设性的公众人物。几乎家喻户晓他参与“挑战者号”太空梭失事调查工作的事迹，尤其是他当众证明橡皮垫圈不耐低温的那一幕，是一场非常优雅的即席实验示范，而他所使用的道具不过冰水一杯！比较鲜为人知的事例，是费曼博士于一九六零年代中，在加州大学课程委员会参与教科书评选工作，他对当时教科书之庸俗平凡非常不满，因此在这个工作上他做了很多努力。

广泛的兴趣

费曼除了热衷本业的物理科学研究之外，其实是个有趣的性情中人。例如他会去上空酒吧，和许多歌舞女郎熟识，而他却是叫杯柳橙汁，找张桌子坐下，就以杯垫或纸巾开始他的物理或数学研究。费曼也曾把时间花在修理收音机、开保险柜、画画、跳舞、表演森巴小鼓、甚至试图翻译马雅古文明的象形文字上。他永远对周围的世界感到好奇，是位一切都要积极尝试的模范人物。他四十四岁时开始学画，而且一直勤画不辍并在美术馆展览，却又怕人家知道是他画的，而在画上签上另一个名字。有位凯萨琳小姐是他长期的模特儿，他们每周抽出一个晚上画画三小时，持续了二十年，两人有很亲密的关系，却没有过肌肤之亲。他学开保险柜成了“神偷”；玩邦戈小鼓使他的舞团得到美国第一、巴黎第二；研究马雅古文明的象形文字，达到能鉴别古抄本的水平；休假时做的生物研究，几乎可以带来现代遗传学的下一个突破。

费曼是个有前瞻眼光的天才。一九五九年十二月二十九日费曼在加州理工学院的美国物理学会发表著名的演讲“在底层还有很多的空间”（There’s Plenty of Room at the Bottom），他预言人类将设计制造出极微小的元件和机器，足以把整部《大英百科全书》印制到一个针尖上，可以把物体的尺寸以惊人的幅度大大的缩小，这种技术足以发展出一个新研究领域，也就是这几年红透半边天的纳米技术（nano technology）。费曼也因为预见了四十年后的新技术，而被称为“纳米科技之父”。他晚年对电脑的的贡献，也许不久就可以看到成果。费曼讨论过“根据量子力学， 电脑可以做到多小；计算时所牵涉的熵和测不准原理的影响”。现在媒体已在报导量子力学电脑的浮现。

面对大师

费曼还是研究生的时候，老师要他做生平第一次学术报告。他发现，当时最伟大的数学家von Neumann，最刻薄的物理学家包立(Pauli)和爱因斯坦都会出席。演讲前，他双手不住发抖。但奇迹出现了，类似的奇迹一再发生，就是只要他专心思考物理，脑中就无杂念，就不会紧张。因此开始报告后，他根本不知道听众是谁。他只是在说明物理，简单极了。

制造原子弹时，波耳找他谈话，费曼受宠若惊又忐忑不安，被众人敬若神明的波耳找他这无名小卒干什么？但费曼紧张却不脱诚实，仍实话实说。

波耳：“这样这样可以吗？”

费曼：“不行，因为会如何如何。”

波耳：“那样那样呢？”

费曼：“好一点，但有个大漏洞。”

争论结束，波耳才去找别人一起商量。

费曼后来知道，波耳单独找他，因为只有他不怕大名鼎鼎的波耳：“只有费曼才会指出我的错。下次有问题时，找只会说‘是的，Dr. Bohr’的人是不行的。先得和那小子谈谈。”

刻骨铭心的爱情

费曼在他念高中时认识了第一任妻子亚琳（Arline Greenbaum）；亚琳长得气质漂亮深得人缘，是当时男女生聚会玩乐时众人的焦点，费曼自然也被吸引。他得知亚琳喜欢艺术，就也去报名参加她的艺术班，一起上课吸引她的注意，而进一步熟识。

一张纸也可能只有一面？

他跟阿琳都是那一种很在乎自己的感觉，自己想什么、不去介意别人的人。他俩常喜欢辩论，有一次他跟阿琳辩论，阿琳就跟他说我们老师说，像一张纸一样所有的事情都有两面，费曼就说不见得，有时候一张纸只有一面，那阿琳说怎么回事呢？他就做了一张，费曼就把它折过来贴在一起，就是黑面贴白面，贴成之后就会像一个像这样子的成为一个面（这就是莫比尔斯环Mobius Band），从白色的部分一直走…走到最后你会走到黑色的部分，黑色部分再继续走…走到最后会走到白色的部分，所以他证明跟阿琳说一件事情也可能只有一面，一张纸也可能只有一面，然后阿琳就很高兴，拿回去跟大学的老师说你说错了，费曼就靠这个追到他的第一任的老婆阿琳，因为阿琳觉得你跟我是同类的人，我们有一种秘密的语言。

当费曼在MIT念大学时，他们俩人已经是一对相爱的恋人，并且互相承诺等他大学毕业后就结婚。天有不测风云，当亚琳被确证为淋巴腺结核只有七年的存活期后，费曼坚持实践对爱情与婚姻的承诺。此时他正要接受征召参与“曼哈顿计划”（Manhattan Project，美国陆军部于一九四二年六月开始实施的利用核裂变反应来研制原子弹的计划），他们很快做好了安排，去公证结婚，并且在普林斯顿附近居住。费曼一边工作用收入支付亚琳的医药费，一边继续他的学业。不久费曼到新墨西哥州的Los Alamos国家实验室参与原子弹的制造，颇有人情味的“曼哈顿计划”实验室主任欧本海默（J. Robert Oppenheimer）帮忙安排亚琳在Albuquerque市的医院疗养，两地相距一百英哩，他们俩人开始过着“周末夫妻”的生活。周五晚上费曼就搭便车到城里医院陪亚琳，周日再回实验室上班，如此过了他们九年的快乐时光。

亚琳是个聪明善体人意又会玩花样的人。在如同坐监的疗养生活中，她做了不少令费曼啼笑皆非，（却也很合他的风格）的事。例如买了全套烤肉用具及衣服，要费曼陪她在医院外的大马路边生火烤肉。在费曼生日那天印制“全国热烈庆祝费曼生日”的报纸，分派到他工作地点每个同僚的信箱内；订制刻有“亲爱的理查德，我爱你！（Richard darling I love you! ）”金色字样的铅笔。费曼不好意思使用，用小刀把字迹刮掉，却在亚琳的抗议下不得不使用。

他俩充分利用无多的余日，过着令人称羡又心酸的婚姻生活。终于亚琳的身体渐渐衰弱，在病危之际，费曼匆匆由Los Alamos赶来陪伴她，看着她咽下最后一口气（一九四五年六月十六日）。事后费曼对他妹妹说“我们无法白头偕老，却拥有九年时光，这只是时间长短不同，我们拥有最美好的时光”。

费曼对亚琳恋恋情深，在她过世后两年，费曼曾写了一封深情的信给她：

亲爱的亚琳……

附言：请原谅我没有寄出这封信──我没有你的新地址。

费曼于一九八八年二月十五日因肾癌与世长辞，终年六十九岁。他留下的最后一句话是：“这样死真无聊（This dying is boring）。”他去世后的第二天，学生们在加州理工学院十层高的图书馆顶楼挂起一条横幅，上面写着：“我们爱你，迪克！（“理查德”的昵称）We love you Dick！” 九泉之下，理查德•费曼对这句质朴的悼词一定会感到满意和感动的。

附：

【神奇的莫比乌斯环】（Mobius band） 　

莫比乌斯（Mobius）是一位德国教师，西元一七九零年出生，一八六八年去世。他提出了一种很特别的数学性质，这项数学性质就以他的名字来命名，称为“莫比乌斯环”。“莫比乌斯环”最特殊的性质就是：它只有单面，没有内外。这个性质听起来很不可思议，不妨自己动手做做看。

制作的方法如下：拿一条大约四十公分长，三公分宽的纸条，将纸条的两端接在一起，形成一个纸环，但是先不要黏贴。接着，把纸条的一端扭转一百八十度，再用胶水把纸条的两端黏起来，这样，就可以做出一个莫比乌斯环了。你可以拿出一枝彩色笔，从莫比乌斯环上的某一点出发，沿着环面一直画下去，不要让彩色笔离开纸面（代表彩色笔都在同一面上移动），最后可以发现，彩色笔又回到了原本的起点。这就说明了：莫比乌斯环真的只有一面！

莫比乌斯环的发明，为人类的生活带来了很大的方便。传统点阵式电脑报表列印机或上班打卡机（列印时会发出嘎！嘎！嘎！的声音）的印表色带，如果用一般的接合方式，色带只能用一面；以莫比乌斯环方式接合的色带，两面都能派上用场呢！还有工程用的滑轮也是采用这种方式连接，这样不但皮带两面的耗损比较平均，也可以延长使用寿命哦！

问题：在莫比乌斯环的中间（最好是相当于纸环宽度的一半），沿着环带画线，让它回到原点，再拿一把剪刀，沿着你画的这条线把纸环剪开，看看会产生什么结果？做做看，你将会有惊人的发现哦！

原题目；费曼，科学奇人和红尘情圣（有删节）

文章来源：pengl的空间- 珍珠湾全球网